DE1492956C3

DE1492956C3 - Verfahren zur Herstellung von Margarine

Info

Publication number: DE1492956C3
Application number: DE1492956A
Authority: DE
Inventors: Georg Ewald Dr. Becker; Karl-Friedrich Dr. Gander
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1965-05-19
Filing date: 1965-05-19
Publication date: 1974-08-29
Also published as: US3488199A; NL151887B; DE1492956B2; LU51139A1; NL6606709A; BE681281A; DE1492956A1; GB1129001A; SE338231B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Margarine mit gutem Schmelzverhalten im Munde, insbesondere einer Margarine, die hinsichtlich Konsistenz und Schmelzverhalten im Munde einer üblich hergestellten Margarine überlegen ist und Butter ähnelt.

Verfahren zur Herstellung von Margarine durch Einmischen von Emulsionen in die Fettphase sind bereits bekannt.

Nach einem dieser bekannten Verfahren soll eine Fett-Serummischung sehr schnell gekühlt und sofort vor irgendeiner mechanischen Bearbeitung mit einer rahmähnlichen Emulsion vermischt werden. Die rahmähnliche Emulsion soll bei der Vermischung mit dem Fett keinerlei Phasenumkehr erleiden. Über Einzelheiten, die für die Gewinnung einer Margarine, die über eine längere Lagerzeit hinaus eine butterähnliche Struktur beibehält, wesentlich sind, ist im Zusammenhang mit dieser Arbeitsweise nichts bekannt. Im übrigen hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß es hinsichtlich der einzuhaltenden Verfahrensbedingungen, wie z. B. Temperaturführung und Vermischungsgeschwindigkeit der beiden Phasen, insofern Einschränkungen unterworfen ist, als nur durch ganz bestimmte geregelte Bedingungen eine Phasenumkehr gänzlich vermieden werden kann.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Margarine unter Verwendung von Emulsionen bekannt, bei welchem die Emulsion auf möglichst tiefe Temperaturen, z. B. unter 0°C gekühlt, während die Fettphase auf solchen Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten gehalten wird, daß sie bis zur Vermischung fließfähig bleibt und eine Kristallisation des Fettes vor dem Vermischen mit der Emulsion auf jeden Fall vermieden wird. Es ist offensichtlich, daß die Einhaltung derartiger Bedingungen auf verfahrensmäßige Schwierigkeiten trifft, weil die Kühlung der Emulsion — z. B. bei Verwendung einer hochkonzentrierten öl-in-Wasser(O/W)-Emulsion — sehr schnell zu einer völligen Phasenumkehr führt. Bei Kühlung einer Wasser-in-Öl(W/O)-Emulsion auf derartig tiefe Temperaturen — wie z. B. etwa 0°C — würde die Viskosität zu groß werden, um eine so weitgehende Dispergierung der gekühlten Emulsion zu erreichen, wie es zur Herstellung einer Margarine nach diesem bekannten Verfahren erforderlich wäre.

Aus der deutschen Patentschrift 930 363 ist ein Verfahren zur Herstellung von Butter aus hochkonzentrierter Sahne bekannt, bei welchem die Phasenänderung in der Sahne bei einer Temperatur zwischen 17 und 30°C durch Mischen dieser mit Butter bewirkt wird. Bei dem bekannten Verfahren besteht die Aufgabe darin, die Neigung einer nicht gekirnten Butter zum Ausölen zu verhindern. Es wird daher die hochkonzentrierte Sahne völlig einer Phasenumkehr unterworfen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Margarine mit gutem Schmelzverhalten im Munde durch Vermischen von Öl bzw. Fett und Wasser enthaltenden Emulsionen mit gekühltem, vorkristallisiertem Fett hergestellt werden kann.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Margarine durch Vermischen einer Öl bzw. Fett und Wasser enthaltenden Emulsion mit gekühlten Fettprodukten und anschließender schonender Bearbeitung der Mischung, wonach die sich ergebende Mischung homogenisiert und abgefüllt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Fettprodukt vorkristallisierte 5 bis 20% feste Teilchen enthaltende reine Fette bzw. Öle oder deren Gemische einsetzt, die unter Kühlung und mechanischer Bearbeitung vorkristallisiert wurden, wobei die entstandene Kristallisations- und Reibungswärme aus dem vorkristallisierten Fett durch weitere Kühlung bis zur Erreichung einer Temperatur von etwa 5 bis 20 ³C abgeführt wurde.

Der Effekt eines sehr schnellen angenehmen Schmelzens der Margarine im Munde ist dann besonders ausgeprägt, wenn als Emulsion eine vorwiegend den O/W-Typ aufweisende Emulsion verwendet wird.

In jedem Fall soll das zur Anwendung kommende Fett vor der Vermischung mit der Emulsion auf unter 20°C gekühlt und möglichst stark vorkristallisiert werden. Die Kühlung wird üblicherweise in einem rohrförmigen Kühler mit abgekratzten Wänden durchgeführt. Es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Kühlung langsam durchzuführen, zumal durch langsames Kühlen an sich erwünschte gröbere Kristalle entstehen, wodurch ei^e Verbesserung des Schmelzverhaltens der Margarine erzielt wird.

Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man z. B. zunächst in an sich bekannter Weise eine Emulsion aus Wasser und/oder Magermilch sowie pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten in zur Emulsionsherstellung üblicher Weise benutzten Homogenisatoren oder geeigneten Pumpen wie Räderpumpen herstellen. Wenn nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Emulsion, die vorwiegend vom O/W-Typ ist, verwendet wird, wird zweckmäßiger bei deren Herstellung als Wasserphase ebenfalls gesäuerte Milch — wie bei der Margarineherstellung auch sonst üblich — verwendet und der pH-Wert der sich ergebenden Emulsion auf etwa 4,4 bis 6,5 eingestellt. Bei pH-Werten, wie z. B. pH 5 oder höher, ist es erwünscht, Konservierungsmittel, wie z. B. Sorbinsäure, zuzusetzen.

Der Fettgehalt der Emulsion kann in weiten Grenzen variiert werden.

Als Emulgatoren und Stabilisatoren dienen bei der Herstellung der Emulsion die natürlichen Bestandteile der Milch, wie z. B. das Milcheiweiß oder natürliche Eiweißstoffe anderer Herkunft, z. B. Hühnereiweiß, Sojaprotein, Eigelb od. dgl. oder Emulgatoren, wie z. B. Lecithin, wobei auch Phosphate und Polyphos-

3 4

phate in geringen Mengen anwesend sein können. Fettzusammensetzung in einer Dosierkolbenpumpe in

Wenn erfindungsgemäß eine O/W-Emulsion zur An- die Anteile

wendung kommt, soll der Eiweißgehalt 5 bis 20%, be- · I 60%

zogen auf den wässerigen Teil der Emulsion, betragen. und

Bei Anwendung einer W/O-Emulsion können die für 5 II 40%

diesen Emulsionstyp üblichen Emulgatoren, wie z. B. proportioniert. Die Fettzusammensetzung ist durch

Monoglyceride, Lecithin, Eigelb, in Konzentrationen folgende Kennzahlen charakterisiert:

von 0,1 bis 2%, bezogen auf die wässerige Phase der

Emulsion, zum Einsatz kommen. Steigschmelzpunkt 29 bis 30⁰C

In jedem Fall muß darauf geachtet werden, daß ίο Dilatation 20⁰C 315 bis 345

durch Vermischen mit der entsprechenden Menge des 30⁰C 85 bis 100

in nachfolgend beschriebener Weise vorbehandelten 36° C 20 bis 35

Fettes ein Produkt erhalten wird, das der Zusammensetzung von Margarine entspricht und beispielsweise Der Fettanteil I wurde bei einem Durchsatz von einen festgelegten Wassergehalt von 20% hat. 15 576 kg/Std. über die Rohrleitung y dem Kühlzylin-

Te nach Art der gewünschten Margarine können die der 1 zugeführt, und dort von 36 auf 13,5°C gekühlt,

verschiedensten, geeigneten Öle bzw. Fette verwendet Mit dieser Temperatur, bei der es zu kristallisieren be-

werden. Beispiele für geeignete Öle und/oder Fette so- ginnt, gelangte das Fett in den Kristallisator 2 und

wohl für die kontinuierliche Fettphase als auch für wurde dort bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des

den Fettanteil der verwendeten Emulsion sind Erd- 20 Rotors von 500 U/min bearbeitet und stark vorkristal-

nußöl, Baumwollsaatöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, lisiert, wobei die Temperatur bei einer Zunahme von

Kokosfett, Palmkernfett u. a. in gehärteter und nicht 7 auf 20,5⁰C anstieg. In einer dem Fett beim Verlassen

gehärteter Form, welche in geeigneten Mengenver- des Kristallistors 2 entnommenen Probe wurde kein

hältnissen gemischt werden können. weiterer meßbarer Temperaturanstieg durch frei wer-

Das mit der Emulsion zu vermischende Fett (Fett- 25 dende Kristallisationswärme beobachtet. Die Fettphase) kann gemäß der Erfindung vor dem Ver- kristalle waren unter dem Lichtmikroskop in polarimischen folgender Behandlung unterworfen werden. siertem Licht sichtbar. Es ist daher anzunehmen, daß

In einem in der Margarine-Industrie üblichen Kratz- das Kristallisationsschmelzgleichgewicht bei dieser kühler wird der vorzukristallisierende Fettanteil in Temperatur nahezu erreicht war. Unter dieser Aneinem oder mehreren gekühlten Zylindern, welche in 30 nähme ergibt sich aus der Fest-Flüssig-Verteilungsüblicher Weise mit Rotor- und Schabevorrichtungen kurve, wie sie in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt ist, versehen sind, auf Temperaturen unter 20⁰C gekühlt. ein kristallisierter Anteil von etwa 11%.
Das gekühlte Fett gelangt dann aus dem oder den ge- Anschließend gelangte das Fett nacheinander in die kühlten Zylindern in einen oder mehrere mit Rotor Kühlzylinder 3 und 4, in welchen die Temperatur versehene Kristallisatoren, wo es bei hoher Umdre- 35 durch weitere Kühlung wieder auf 7°C gebracht hungsgeschwindigkeit des Rotors, etwa 400 bis 800, wurde.

vorzugsweise 500 bis 700 U/min, mechanisch bearbei- Der Fettanteil II wurde bei 36°C in der Emulgiertet und stark vorkristallisiert wird. Das gekühlte, vor- vorrichtung 5 mit gesäuerter Magermilch von 10⁰C kristallisierte Fett wird aus dem Kristallisator bzw. (pH-Wert 4,4) zu einer O/W-Emulsion mit einer Temdiesen Kristallisatoren in einen oder mehrere weitere 40 peratur von 22° C vermischt. Als Emulgiervorrichtung gekühlte Zylinder eingeführt, worin die Kristallisa- wurde eine Zahnradpumpe benutzt,
tionswärme und die aus mechanischer Arbeit entstan- Die gesäuerte Magermilch wurde von einem Kolben dene Wärme wieder abgeführt werden. Aus dem Kühl- der Dosierkolbenpumpe so dosiert, daß mit dem Fettzylinder bzw. den Kühlzylindern wird das gekühlte anteil II eine 61,5% Fett enthaltende O/W-Emulsion und stark vorkristallisierte Fett durch ein entsprechen- 45 entstand. Die Emulsion wurde mit einem Durchsatz des Rohrsystem geleitet und in einer Mischvorrichtung, von 624 kg/h aus der Zahnradpumpe durch die Rohrbeispielsweise einer Mischdüse, mit der in oben geschil- leitung χ mit dem durch die Rohrleitung r fließenden derter Weise hergestellten Emulsion zusammengeführt. vorkristallisierten und gekühlten Fettanteil I zusam-Das Fett weist bei der Vermischung eine Temperatur mengeführt und dieses Gemisch dann mit einem Durchvon etwa 5 bis 20⁰C, vorzugsweise 7 bis 18°C, auf und 50 satz von 1200 kg/Std. in dem Kristallisator 6 volldie Emulsion eine Temperatur von unterhalb 25⁰C, ständig gemischt und schonend bearbeitet. Die Umvorzugsweise 17 bis 23 ⁰C. Das erhaltene Gemisch drehungsgeschwindigkeit des Rotors dieses Mischwird anschließend in einem zweiten Kristallisator voll- Kristallisators betrug während des Bearbeitungsvorständig gemischt und schonend bearbeitet. Der Rotor ganges 55 U/min.

dieses zweiten Kristallisators wird hierzu auf eine re- 55 Die fertige Margarine zeichnete sich durch gute

lativ geringe Umdrehungsgeschwindigkeit eingestellt, Streichbarkeit sowohl bei Zimmertemperatur als auch

so daß bei diesem Vorgang nur eine geringe Reibungs- bei Kühlschranktemperatur und vor allem durch ein

wärme und eine entsprechend geringe Temperatur- ungewöhnlich gutes Schmelzverhalten im Munde aus,

erhöhung auftritt. Das dabei erhaltene fertige Produkt welches stark an Butter erinnert, d. h., sie schmilzt

wird anschließend vorzugsweise flüssig in Becher ab- 60 sehr schnell und hinterläßt einen kühlen, cremeartigen

gefüllt. Geschmackseindruck im Munde. Im übrigen wies sie

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Bei- gute geschmackliche Haltbarkeit und gute Beibehal-

spielen näher erläutert. tung der Konsistenz auf. Gleichzeitig wurden die

Aroma- und sonstigen Geschmacksstoffe — über-

Beispiell 65 raschenderweise gerade die in der wässerigen Phase

enthaltenen — besonders schnell und intensiv wirk-

In einer Vorrichtung, wie sie in F i g. 3 der Zeich- sam. Das Schmelzverhalten dieser Margarine war dem-

nung schematisch dargestellt ist, wird zunächst eine gemäß von demjenigen üblicher Margarine in charak-

teristischer Weise verschieden und erwies sich als besonders vorteilhaft und erwünscht.

Durch mikroskopische Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die Rahmstruktur in der Margarine teilweise erhalten geblieben ist, d. h., die Margarine enthält vereinzelt in der kontinuierlichen Fettphase verteilte mit einer Wasserhülle versehene Öltropfen (sogenannte »Butterkügelchen«).

Beispiel 2

In einer Vorrichtung, wie sie in F i g. 3 schematisch dargestellt ist, jedoch ohne Emulgiervorrichtung 5, wird zunächst eine Fettzusammensetzung in einer Dosierkolbenpumpe in die Anteile

I 60%
und

1140%
proportioniert.

Die Fettzusammensetzung war die folgende:

35 % Baumwollsaatöl,

15% Kokosfett,

10% gehärtetes Baumwollsaatöl,

Steigschmelzpunkt 33 bis 35° C,
20 % gehärtetes Fischöl,

Steigschmelzpunkt 36 bis 38°C,
20% gehärtetes Sojaöl,

Steigschmelzpunkt 40 bis 42° C.

Der Fettanteil I wurde bei einem Durchsatz von 576 kg/Std. über die Rohrleitung y dem Kühlzylinder 1 zugeführt und dort von 36 auf 11° C gekühlt. Mit dieser Temperatur, bei der es bereits kristallisierte, gelangte das Fett in den Kristallisator 2 und wurde dort bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors von 500 U/min bearbeitet und stark vorkristallisiert, wobei die Temperatur mit einem Anstieg von 7,5 auf 18,5°C anstieg. In einer dem Fett beim Verlassen des Kristallisators entnommenen Probe wurde kein weiterer meßbarer Temperaturanstieg durch frei werdende Kristallisationswärme beobachtet. Aus der Fest-Flüssig-Verteilungskurve, wie sie in F i g. 2 der Zeichnung gezeigt ist, ergab sich bei dieser Temperatur ein kristallisierter Anteil von etwa 16%.

Der Fettanteil II wurde bei 36° C mit gesäuerter Magermilch von 10° C (pH-Wert 4,4) zu einer Wasserin-Öl-Emulsion mit einer Temperatur von 23⁰C ohne Verwendung besonderer Emulgiervorrichtungen vermischt. Die gesäuerte Magermilch wurde von einem Kolben der Dosierkolbenpumpe so dosiert, daß mit dem Fettanteil II eine 61,5% Fett enthaltende Wasserin-Öl-Emulsion entstand. Die Emulsion wurde mit einem Durchsatz von 624 kg/Std. aus der Dosierkolbenpumpe durch die Rohrleitung χ mit dem durch die Rohrleitung r fließenden, vorkristallisierten und gekühlten Fettanteil 1 zusammengeführt und dieses Gemisch dann mit einem Durchsatz von 1200 kg/Std. in dem Kristallisator gemischt und schonend bearbeitet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors dieses Misch-Kristallisators betrug während des Bearbeitungsvorganges 55 U/min.

Die sich ergebende fertige Emulsion gelangte mit einer Temperatur von 20°C aus dem Kristallisator 6 bei einem Durchsatz von 1200 kg/Std. durch ein entsprechendes Rohrsystem über eine Homogenisierdüse 7 mit einem Durchlaßquerschnitt von 3 mm zur Verpackungsmaschine, wo die Margarine-Emulsion mit einer Temperatur von 20,5⁰C halbflüssig in Becher abgefüllt wurde.

Der Druck unmittelbar vor der 3-mm-Düse betrug 20 atü.

B e i s ρ i e 1 3

Gemäß der in der USA.-Patentschrift 2 605 185 beschriebenen Arbeitsweise wurde eine Margarine aus

ίο der gleichen Fettzusammensetzung, wie im Beispiel 2 hergestellt. Dabei wurde ebenfalls eine 61,5% Fett enthaltende W/O-Emulsion und reines Fett in den im Beispiel 2 angegebenen Mengenverhältnissen getrennt gekühlt, vermischt und diese Mischung weiter gekühlt.

Im Gegensatz zu Beispiel 2 wurde hier jedoch die Emulsion auf eine Temperatur von 13,5°C gekühlt. Das Fett hingegen wurde so weit gekühlt, daß es noch fließfähig war, d. h., es noch nicht kristallisierte (19° C). Ohne Vorkristallisation des Fettes wurden dann die beiden Komponenten in einer Rohrleitung unmittelbar vor Eintritt in einen weiteren Kühlzylinder zusammengeführt und die Mischung auf eine Temperatur von 13°C gekühlt. Nach dem Kühlen gelangte die fertige Emulsion mit einer Temperatur von 13 bis 14° C bei einem Durchsatz von 1200 kg/Std. durch ein Rohrsystem über eine Homogenisierdüse mit einem Durchlaßquerschnitt von 3 mm zur Verpackungsmaschine, wo sie mit einer Temperatur von 13 bis 14°C halbflüssig in Becher abgefüllt wurde. Der Druck unmittelbar vor der 3-mm-Düse betrug 20 atü.

Die Temperatur stieg im Becher durch frei werdende

Kristallisationswärme um etwa 3°C auf 16,5°C an.

Die Eigenschaften der nach den Beispielen 2 und 3

erhaltenen Margarineprodukten sind in der nachstehenden Tabelle gegenübergestellt:

Physikalische Daten	Beispiel 2	Beispiel 3
40 Konsistenzwerte (Fließpunkt g/qcm) bei 8⁰C	1350 740 420	2350 1180 270
15°C
20°C

Die Fließpunkte wurden mit dem hierfür üblichen Kegelpenetrometer bestimmt. Die Methode ist in »Journal of Am. Chem. Soc.« 36 (1959), S. 345 bis 348 beschrieben. Die Fließpunktwerte bedeuten:

1500 = nicht mehr streichfähig,

800 bis 1500 = bedingt streichfähig,
100 bis 800 = gut streichfähig

(vgl. »Fette, Seifen, Anstrichmittel« 65 [1963], S. 481).

Wie die Tabelle zeigt, ist der Streichfähigkeitsbereich der erfindungsgemäßen Margarine (Beispiel 2) größer als derjenige der nach dem aus der USA.-Patentschrift 2 605 185 bekannten Verfahren hergestellten Margarine (Beispiel 3).

Gemäß der Erfindung können in ähnlicher Weise, wie in den Beispielen beschrieben, unter Anwendung der verschiedensten Fettzusammensetzungen und unter Änderung des Fett/Emulsions-Verhältnisses Margarineprodukte erhalten werden, die ebenfalls die geschilderten vorteilhaften Eigenschaften aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Margarine durch Vermischen einer Öl bzw. Fett und Wasser enthaltenden Emulsion mit gekühlten Fettprodukten und anschließender schonender Bearbeitung der Mischung, wonach die sich ergebende Mischung homogenisiert und abgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fettprodukt vorkristallisierte 5 bis 20% feste Teilchen enthaltende reine Fette bzw. Öle oder deren Gemische einsetzt, die unter Kühlung und mechanischer Bearbeitung vorkristallisiert wurden, wobei die entstandene Kristallisations- und Reibungswärme aus dem vorkristallisierten Fett durch weitere Kühlung bis zur Erreichung einer Temperatur von etwa 5 bis 20⁰C abgeführt wurde.